Dòng điện là gì? Tìm hiểu về đặc tính cơ bản của dòng điện

Dòng điện là gì? Nguồn điện là gì? Tìm hiểu những khái niệm cơ bản, định nghĩa về cường độ dòng điện, điện áp qua bài viết sau đây!

Dòng điện là gì? Hiệu điện thế là gì?

Dòng điện là gì?

Định nghĩa: Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện. Trong mạch điện, dòng điện được tạo ra khi có sự di chuyển của các electron trong hệ thống dây dẫn.

Chiều của dòng điện chính là chiều chuyển động có hướng của các hạt mang điện tích dương. Trong mạch điện với dây dẫn kim loại, các electron tích điện âm dịch chuyển ngược chiều với chiều của dòng điện trong dây dẫn.

Dòng điện có hai dạng chính đó là dạng dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều.

• Dòng điện một chiều: Đây là dạng dòng điện chỉ duy chuyển theo một hướng cố định và có hai cực điện áp dương (+) và âm (-) riêng biệt. Dòng điện 1 chiều ký hiệu là DC (theo viết tắt tiếng Anh: “Direct Current”).
• Dòng điện xoay chiều: Dòng điện có chiều và cường độ biến đổi theo thời gian, những thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều bởi một mạch điện tử thường gọi là bộ nghịch lưu dùng các thyristor. Dòng điện xoay chiều được ký hiệu là AC (viết tắt của Alternating Current).

Dòng điện là gì? Trong các hệ thống mạch điện tử người ta sử dụng dòng điện 1 chiều

Cường độ dòng điện là gì?

Cường độ dòng điện là một đại lượng đặc trưng cho độ mạnh hay yếu của dòng điện. Định nghĩa cường độ dòng điện là đơn vị quy ước số lượng điện tích đi qua tiết diện vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Trong điện tử học, dòng điện là dòng chuyển động của các electron trong dây dẫn điện kim loại, trong các điện trở, hay là dòng chuyển động của các ion trong pin, hay dòng chảy của các hố điện tử trong vật liệu bán dẫn.

Đơn vị dòng điện được ký hiệu là I, đơn vị là A (ampe). Theo công thức tính cường độ dòng điện thì:

I = Q/t = (q1+q2+q3+…+qn)/t

Công thức tính cường độ dòng điện trung bình:

I_tb=ΔQ/Δt

Trong đó:

• I_tb là cường độ dòng điện trung bình, đơn vị là A (ampe).
• ΔQ là điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian Δt, đơn vị là C (coulomb).
• Δt là khoảng thời gian được xét, đơn vị là s (giây).

Tác dụng của dòng điện đến cơ thể con người

Cường độ dòng điện cao có thể gây nguy hiểm cho con người. Tùy vào mức độ, chúng ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe và dẫn tới tử vong khi tiếp xúc với nguồn điện áp cao.

Theo nguyên cứu cường độ dòng điện tác dụng đến con người:

• 1 mA gây đau nhói.
• 5 mA gây giật nhẹ.
• 50 đến 150 mA có thể giết chết người, bằng các tác động như rhabdomyolysis (phân hủy cơ), hay làm suy thận cấp (do chất độc của cơ bị phân hủy đi vào máu).
• 1 đến 4 A gây loạn nhịp tim, và lưu thông máu bị gián đoạn.
• 10 A gây ngừng tim (cầu chì trong gia đình chúng ta thường tự ngắt ở cường độ dòng này).

Ngoài mức độ nguy hiểm khi sử dụng, cường độ dòng điện phù hợp cũng có tác động tốt tới sức khỏe con người như:

• Điện làm giảm ngưỡng kích thích của sợi cơ vận động
• Giảm tính đáp ứng của thần kinh cảm giác do đó giảm đau
• Gây giãn mạch ở phần cơ thể giữa hai điện cực
• Tăng cường khả năng dinh dưỡng của vùng có dòng điện đi qua.

Với những tính chất trên, dòng điện có cường độ phù hợp được ứng dụng dụng nhiều trong y học như châm cứu, châm điện. Trong trường hợp bệnh nhân tim ngừng đập, có thể sử dụng liệu pháp sốc điện để hy vọng kích thích nhịp tim đập trở lại để duy trì sự sống.

Sơ đồ mạch điện cơ bản trong hệ thống điện

Hiệu điện thế là gì?

Hiệu điện thế hay điện áp được định nghĩa là sự chênh lệch về điện thế giữa hai cực. Hiệu điện thế là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia.

Hiệu điện thế ký hiệu ∆V hay ∆U, thường được viết đơn giản là V hoặc U, có đơn vị là đơn vị của điện thế: vôn.

• Hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng và là một giá trị xác định(không phụ thuộc vào việc lựa chọn gốc thế năng).
• Hiệu điện thế luôn tạo ra một điện trường có véc tơ từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp.
• Tại vô cực hiệu điện thế được quy ước bằng 0.

Công thức tính hiệu điện thế:

U= I. R

Trong đó :

• I là cường độ dòng điện (A)
• R là điện trở của vật dẫn điện (Ω)
• U là hiệu điện thế (V)

Hay: U12 = V1 – V2

Để đo hiệu điện thế người ta sử dụng vôn kế, đo hai điểm trong hệ thống điện, thường gốc thế điện của một hệ thống điện được chọn là mặt đất. Hiệu điện thế có thể được sinh ra bởi các trường tĩnh điện, dòng điện chạy qua từ trường, các trường từ thay đổi theo thời gian, hoặc sự kết hợp của 3 nguồn trên.

Trong các hệ thống van điều khiển như van bướm điều khiển điện thường sử dụng điện áp 220vAC là nguồn điện phổ biến với hệ thống điện lưới quốc gia. Tại một số quốc gia sử dụng điện 110vAC như Nhật Bản, các loại van điều khiển bằng điện thưởng sử dụng điện 110vAC.

Trên đây là những thông tin cơ bản nhất, khải quát định nghĩa của dòng điện, cường độ dòng điện, hiệu điện thế. Bài viết tóm lược những ý chính và cơ bản nhất. Bài viết có tham khảo nguồn trên wikipedia, tuy nhiên cần hoàn thiện hơn nữa chúng tôi mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của bạn đọc. Trân trọng!

Nguồn: https://vanphukien.com

Xem thêm

• Tại sao van tuyến tính sử dụng tín hiệu 4 – 20mA
• Van điện là gì